(57)【要約】【課題】ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができるマスクとウエハとの位置合わせ方法及びマスクのセットを提供する。【解決手段】ウエハ４０にマスク３０を配置し位置合わせ後に転写し、複数のマスクを使用して繰り返す位置合わせ方法。マスクパターンと、第１のマスクマークＭM1と、ウエハ上のウエハマークＭW1を撮像するための開口部３２とが形成された第１のマスクを使用し、撮像手段で第１のマスクマークを撮像するとともに、ウエハマークを撮像し位置ずれを検出し、第１のマスクとウエハとを位置合わせした後に転写し、マスクパターンと、第２のマスクマークＭM2と、ウエハ上のウエハマークＭW2を撮像するための開口部とが形成された第２のマスクを使用し、撮像手段で第２のマスクマークを撮像するとともに、ウエハマークを撮像し位置ずれを検出し、第２のマスクとウエハとを位置合わせした後に転写する。【選択図】      図６
2005353795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、
第１のマスクパターンと、位置合わせ用の第１のマスクマークと、前記ウエハに設けられ、撮像手段の同一視野範囲に入る複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第１のウエハマークに対向するとともに、第２のウエハマークに対向しない形状であって、該第１のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第１のマスクを使用し、
前記撮像手段によって前記第１のマスクマークを撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された１以上の開口部を介して前記第１のウエハマークを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記第１のウエハマークとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、
第２のマスクパターンと、位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記第２のウエハマークに対向し、該第２のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、
前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された１以上の開口部を介して前記第２のウエハマークを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第２のウエハマークとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴とするマスクとウエハとの位置合わせ方法。
【請求項２】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、
第１のマスクパターンと、位置合わせ用の第１のマスクマークと、前記ウエハに設けられる位置合わせ用のウエハマークに対向し、該ウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための開口部と、が形成された第１のマスクを使用し、
撮像手段によって前記第１のマスクマークを撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記ウエハマークを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記ウエハマークとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、
第２のマスクパターンと、位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記ウエハに転写された前記第１のマスクマークのパターンに対向し、該第１のマスクマークのパターンを撮像するための撮像範囲を確保するための開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、
前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された開口部を介して前記第１のマスクマークのパターンを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第１のマスクマークのパターンとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴とするマスクとウエハとの位置合わせ方法。
【請求項３】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、
第１のマスクパターンと、位置合わせ用の第１のマスクマークと、前記ウエハの複数箇所に隣接して設けられ、撮像手段の同一視野範囲に入る複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第１のウエハマークに対向するとともに、第２のウエハマークに対向しない形状であって、該第１のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第１のマスクを使用し、
前記撮像手段によって前記第１のマスクマークを撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記第１のウエハマークを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記第１のウエハマークとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、
第２のマスクパターンと、位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記ウエハの複数箇所に隣接して設けられ、撮像手段の同一視野範囲に入る複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第２のウエハマークに対向するとともに、第３のウエハマークに対向しない形状であって、該第２のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、
前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された開口部を介して前記第２のウエハマークを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第２のウエハマークとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、
第３のマスクパターンと、位置合わせ用の第３のマスクマークと、前記ウエハの複数箇所に隣接して設けられる複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第３のウエハマークに対向し、該第３のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第３のマスクを使用し、
前記撮像手段によって前記第３のマスクマークを撮像するとともに、前記第３のマスクに形成された開口部を介して前記第３のウエハマークを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第３のマスクマークと前記第３のウエハマークとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第３のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴とするマスクとウエハとの位置合わせ方法。
【請求項４】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、
前記ウエハ上に第１層用のパターンを転写する際に、
前記第１層用のマスクパターンと、前記ウエハが固定されるウエハステージに設けられる位置合わせ用のウエハステージマークに対向し、該ウエハステージマークを撮像するための撮像範囲を確保するために、前記マスクパターン両側の２箇所に設けられる開口部と、前記マスクパターン両側の２箇所に設けられ、外形が略長方形状の位置合わせ用のマークであって、その長手方向端部が該マーク及び前記開口部を含む矩形状の平面領域の両端辺近傍まで設けられる第１のマスクマークと、が形成された第１のマスクを使用し、
該第１のマスクと前記ウエハステージとを位置決めし、
その光軸が鉛直に対し所定の傾斜角度をもって配される２組の撮像手段のうち、１の撮像手段によって前記第１のマスクマークの一方を撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記ウエハステージマークを撮像し、
前記第１のマスクと前記ウエハステージとを再位置決めし、
他の１の撮像手段によって前記第１のマスクマークの他方を撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記ウエハステージマークを撮像し、
前記２組の撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記ウエハステージマークとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハステージとのθ方向を相対的に位置合わせし、
前記第１のマスクと前記ウエハステージとをＸ、Ｙ方向に間欠的に相対移動させながら、前記ウエハ上の複数箇所に前記第１層用のパターン及び前記第１のマスクマークを転写し、
前記ウエハ上に第２層用のパターンを転写する際に、
第２のマスクパターンと、該マスクパターン両側の２箇所に設けられる位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記ウエハに転写された前記第１のマスクマークのパターンに対向し、該第１のマスクマークのパターンを撮像するための撮像範囲を確保するために、前記マスクパターン両側の２箇所に設けられる開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、
前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された開口部を介して前記第１のマスクマークのパターンを撮像し、
前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第１のマスクマークのパターンとの位置ずれを検出し、
前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴とするマスクとウエハとの位置合わせ方法。
【請求項５】
前記撮像手段の光軸が鉛直に対し所定の角度をなしている状態で、前記位置ずれを検出する前記マスクマークと前記ウエハマーク若しくは前記ウエハステージマークとの、又は、前記位置ずれを検出する前記マスクマークと前記マスクマークのパターンとの、前記撮像手段の光軸に対し直交する面上での被撮像部分同士の距離Ｌを１００μｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマスクとウエハとの位置合わせ方法。
【請求項６】
前記マスクに形成された前記マスクパターン及び前記マスクマーク以外の箇所であり、かつ、前記マスクマーク及び前記開口部を含む矩形状の平面領域の内部に重ね合わせ検証用マスクマークを設けるとともに、
該重ね合わせ検証用マスクマークと対向する部分の前記ウエハに重ね合わせ検証用ウエハマークを設け、
転写後の前記重ね合わせ検証用マスクマークのパターンと前記重ね合わせ検証用ウエハマークとの位置ずれを検出し、前記マスクと前記ウエハとの位置合わせ精度を測定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマスクとウエハとの位置合わせ方法。
【請求項７】
ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光方法に使用される複数種類のマスクよりなるマスクのセットにおいて、
前記それぞれのマスクには、前記マスクパターンと、位置合わせ用のマスクマークと、前記ウエハに設けられる位置合わせ用のウエハマークに対向し、該ウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための開口部とが形成されていることを特徴とするマスクのセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスクとウエハとの位置合わせ方法及びマスクのセットに係り、特に半導体ウエハに近接配置されたマスクのマスクパターンをウエハ上のレジスト層に等倍転写する露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法及びマスクのセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マスクとウエハとの位置合わせを行う方法として、斜方検出法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
斜方検出法は、撮影光軸がウエハに近接配置されたマスク面に対して斜めになるように光学系を配置し、ウエハに設けられた位置合わせ用のウエハマークと、マスクに設けられた位置合わせ用のマスクマークとを同時に撮像し、その撮像した画像から各マーク間の位置ずれを検出する方法であり、この位置ずれがゼロになるようにマスクとウエハとを位置合わせするようにしている。
【０００４】
この斜方検出法は、露光を遮らないように撮像装置を配置することができ、露光中に光学系を退避させる必要がなく、露光中でも各マークを撮像することができるという利点がある。
【０００５】
この斜方検出法において、ウエハに形成されたウエハマークが、ウエハ上に近接配置されたマスクを経由して撮像されるため、マスクによって照明光が減衰したり、ウエハマークでの散乱光による像が減衰し、その結果、ウエハマークの像と背景とのコントラストが低下するという問題点があり、この課題を解決する提案もなされている（特許文献２参照）。この提案においては、ウエハマークは、マスクに形成された開口部や、厚さが薄く形成されている部分を介して撮像される構成が採用されており、所定の効果が得られている。
【０００６】
図１８及び図１９は、この従来より採用されている斜方検出法を説明する概念図である。このうち、図１８は、マスク３０、ウエハ４０、及び顕微鏡撮像装置Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の相対位置関係を示す斜視図であり、図１９は、斜方検出の原理を説明する部分拡大断面図である。
【０００７】
図１８において、マスク３０の４箇所にマスクマークが設けられ、ウエハ４０の各チップパターンの対応する４箇所にウエハマークが設けられており、この４箇所をそれぞれ撮像できるように顕微鏡撮像装置Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２が配されている。
【０００８】
図１９（ａ）において、マスクマークＭＭとウエハマークＷＭ１、ＷＭ２が顕微鏡撮像装置Ｘ１（Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２）により同時に撮像され、この映像が図１９（ｂ）に示されている。このようにして、マスクとウエハとの位置ずれ量（この場合はＸ方向の位置ずれ量）が得られ、マスクとウエハとの位置合わせが可能となる。
【特許文献１】特開平１１−２４３０４８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２のように、マスクに開口部を形成する場合、露光時にこの開口部を通過したビームにより、ウエハマークが露光され、消失してしまう。すなわち、ウエハマークは、ポジレジストにより形成されるのが一般的であることより、１回の露光で使い捨てとなる。
【００１０】
半導体ウエハの等倍露光方式においては、複数パターンを重ねて露光する多重露光が一般的であり、ウエハマークが１回の露光で使い捨てとなった場合には、多数種類のウエハマークを設ける必要がある。
【００１１】
ところが、このようにウエハの各チップパターン毎に多数種類のウエハマークを設ける構成は、ただでさえ集積度を向上させる要求の高い半導体ウエハにとって、ウエハマークの場所の確保の点で重大な問題である。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マスクがウエハに近接配置されている状態でマスクマークとウエハマークとを同時に撮像する斜方検出法等において、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができるマスクとウエハとの位置合わせ方法及びマスクのセットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本願請求項１に係る発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、第１のマスクパターンと、位置合わせ用の第１のマスクマークと、前記ウエハに設けられ、撮像手段の同一視野範囲に入る複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第１のウエハマークに対向するとともに、第２のウエハマークに対向しない形状であって、該第１のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第１のマスクを使用し、前記撮像手段によって前記第１のマスクマークを撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された１以上の開口部を介して前記第１のウエハマークを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記第１のウエハマークとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、第２のマスクパターンと、位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記第２のウエハマークに対向し、該第２のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された１以上の開口部を介して前記第２のウエハマークを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第２のウエハマークとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴としている。
【００１４】
本願請求項１に係る発明によれば、ウエハの複数箇所に位置合わせ用のウエハマークを設け、このうちの１箇所又は２箇所（それ以上でも可）のウエハマークと第１のマスクマークにより第１のマスクとウエハとの位置合わせを行い転写し、未使用の１箇所又は２箇所（それ以上でも可）のウエハマークと第２のマスクマークにより第２のマスクとウエハとの位置合わせを行う。したがって、図１９の構成のように、マスクマークＭＭとウエハマークＷＭ１、ＷＭ２のセットを各マスクに対応させてマスクとウエハに設けずに、複数のウエハマークを隣接させて設ける等により、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【００１５】
本願請求項２に係る発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、第１のマスクパターンと、位置合わせ用の第１のマスクマークと、前記ウエハに設けられる位置合わせ用のウエハマークに対向し、該ウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための開口部と、が形成された第１のマスクを使用し、撮像手段によって前記第１のマスクマークを撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記ウエハマークを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記ウエハマークとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、第２のマスクパターンと、位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記ウエハに転写された前記第１のマスクマークのパターンに対向し、該第１のマスクマークのパターンを撮像するための撮像範囲を確保するための開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された開口部を介して前記第１のマスクマークのパターンを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第１のマスクマークのパターンとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴としている。
【００１６】
本願請求項２に係る発明によれば、ウエハマークと第１のマスクマークにより第１のマスクとウエハとの位置合わせを行い転写し、ウエハに転写された第１のマスクマークのパターンと第２のマスクマークにより第２のマスクとウエハとの位置合わせを行う。すなわち、第２のマスクとウエハとの位置合わせの際に、専用のウエハマークに代えて、ウエハに転写された第１のマスクマークのパターンを使用する。したがって、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【００１７】
本願請求項３に係る発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、第１のマスクパターンと、位置合わせ用の第１のマスクマークと、前記ウエハの複数箇所に隣接して設けられ、撮像手段の同一視野範囲に入る複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第１のウエハマークに対向するとともに、第２のウエハマークに対向しない形状であって、該第１のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第１のマスクを使用し、前記撮像手段によって前記第１のマスクマークを撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記第１のウエハマークを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記第１のウエハマークとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、第２のマスクパターンと、位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記ウエハの複数箇所に隣接して設けられ、撮像手段の同一視野範囲に入る複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第２のウエハマークに対向するとともに、第３のウエハマークに対向しない形状であって、該第２のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された開口部を介して前記第２のウエハマークを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第２のウエハマークとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写し、第３のマスクパターンと、位置合わせ用の第３のマスクマークと、前記ウエハの複数箇所に隣接して設けられる複数の位置合わせ用のウエハマークのうち第３のウエハマークに対向し、該第３のウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための１以上の開口部と、が形成された第３のマスクを使用し、前記撮像手段によって前記第３のマスクマークを撮像するとともに、前記第３のマスクに形成された開口部を介して前記第３のウエハマークを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第３のマスクマークと前記第３のウエハマークとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第３のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴としている。
【００１８】
本願請求項３に係る発明によれば、ウエハの複数箇所に隣接して位置合わせ用のウエハマークを設け（第１、第２、第３のウエハマークのように、順に設け）、第１のウエハマークと第１のマスクマークにより第１のマスクとウエハとの位置合わせを行い転写し、第２のウエハマークと第２のマスクマークにより第２のマスクとウエハとの位置合わせを行い転写し、第３のウエハマークと第３のマスクマークにより第３のマスクとウエハとの位置合わせを行い転写する。したがって、図１９の構成のように、マスクマークＭＭとウエハマークＷＭ１、ＷＭ２のセットを各マスクに対応させてマスクとウエハに設けずに、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【００１９】
本願請求項４に係る発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせ方法において、前記ウエハ上に第１層用のパターンを転写する際に、前記第１層用のマスクパターンと、前記ウエハが固定されるウエハステージに設けられる位置合わせ用のウエハステージマークに対向し、該ウエハステージマークを撮像するための撮像範囲を確保するために、前記マスクパターン両側の２箇所に設けられる開口部と、前記マスクパターン両側の２箇所に設けられ、外形が略長方形状の位置合わせ用のマークであって、その長手方向端部が該マーク及び前記開口部を含む矩形状の平面領域の両端辺近傍まで設けられる第１のマスクマークと、が形成された第１のマスクを使用し、該第１のマスクと前記ウエハステージとを位置決めし、その光軸が鉛直に対し所定の傾斜角度をもって配される２組の撮像手段のうち、１の撮像手段によって前記第１のマスクマークの一方を撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記ウエハステージマークを撮像し、前記第１のマスクと前記ウエハステージとを再位置決めし、他の１の撮像手段によって前記第１のマスクマークの他方を撮像するとともに、前記第１のマスクに形成された開口部を介して前記ウエハステージマークを撮像し、前記２組の撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第１のマスクマークと前記ウエハステージマークとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第１のマスクと前記ウエハステージとのθ方向を相対的に位置合わせし、前記第１のマスクと前記ウエハステージとをＸ、Ｙ方向に間欠的に相対移動させながら、前記ウエハ上の複数箇所に前記第１層用のパターン及び前記第１のマスクマークを転写し、前記ウエハ上に第２層用のパターンを転写する際に、第２のマスクパターンと、該マスクパターン両側の２箇所に設けられる位置合わせ用の第２のマスクマークと、前記ウエハに転写された前記第１のマスクマークのパターンに対向し、該第１のマスクマークのパターンを撮像するための撮像範囲を確保するために、前記マスクパターン両側の２箇所に設けられる開口部と、が形成された第２のマスクを使用し、前記撮像手段によって前記第２のマスクマークを撮像するとともに、前記第２のマスクに形成された開口部を介して前記第１のマスクマークのパターンを撮像し、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて前記第２のマスクマークと前記第１のマスクマークのパターンとの位置ずれを検出し、前記検出した位置ずれがゼロになるように前記第２のマスクと前記ウエハとを相対的に位置合わせした後に転写することを特徴としている。
【００２０】
本願請求項４に係る発明によれば、ウエハ上の複数箇所に第１層用のパターン及び第１のマスクマークを転写し、ウエハに転写された第１のマスクマークのパターンと第２のマスクマークにより第２のマスクとウエハとの位置合わせを行う。すなわち、第２のマスクとウエハとの位置合わせの際に、専用のウエハマークに代えて、ウエハに転写された第１のマスクマークのパターンを使用する。したがって、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【００２１】
以上の点では、本願請求項２に係る発明と略同様の効果が得られている。本願請求項４に係る発明は、更に、以下に説明する効果が得られる。すなわち、ウエハの第１層の転写（初回の転写）の際に、ウエハステージのＸ、Ｙ方向の向きと第１のマスクのＸ、Ｙ方向の向きとが一致していない場合があり、これにより、以降の転写もこれに倣ってしまう不具合が指摘されており、これに対処できる。
【００２２】
図２０及び図２１は、このウエハの第１層の転写の状態を示す説明図である。このうち図２０は、ウエハ４０を支持するウエハステージ（θＸＹステージ）６０と第１のマスク３０との相対位置関係を示す。第１のマスク３０の中央の矩形は、転写されるマスクパターンである。このようにウエハステージ６０のＸ、Ｙ方向の向きと、第１のマスク３０のＸ、Ｙ方向の向き（Ｘ’、Ｙ’で表示）とが一致していないと（すなわち、θ方向にずれを生じると）、マスクパターンがθ方向に回転した状態で転写される。
【００２３】
図２１は、この状態のウエハ４０を示すもので、転写される９個のマスクパターンの中心のＸ、Ｙ座標は、格子状の中心線ＣＬに一致している。ところが、マスクパターンのθ方向は、正規の姿勢である破線の矩形（図では２個のみ表示）とは異なり、回転した状態にある。このような初回の転写状態のウエハ４０は、以降の重ね合わせ転写精度を悪化させることとなる。
【００２４】
これに対し、本願請求項４に係る発明によれば、初回の転写の際に、第１のマスクマークと、ウエハステージに設けられたウエハステージマークにより第１のマスクとウエハステージとのθ方向の位置合わせを行うので、上記のような不具合は解消できる。
【００２５】
更に、本願請求項４に係る発明によれば、外形が略長方形状の位置合わせ用のマークである第１のマスクマークがマスクパターン両側の２箇所に設けられ、このマークの長手方向端部が該マーク及び開口部を含む矩形状の平面領域の両端辺近傍まで設けられているので、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。すなわち、光軸が鉛直に対し所定の傾斜角度をもって配される撮像手段によりマスクマークとウエハステージマーク又はマスクマークのパターンとを同時に撮像した場合、両者のフォーカス位置が異なることとなるが、上記の構成とすれば、マークの長さをコンパクトにできる。この詳細については、後述する。
【００２６】
本願請求項５に係る発明は、前記撮像手段の光軸が鉛直に対し所定の角度をなしている状態で、前記位置ずれを検出する前記マスクマークと前記ウエハマーク若しくは前記ウエハステージマークとの、又は、前記位置ずれを検出する前記マスクマークと前記マスクマークのパターンとの、前記撮像手段の光軸に対し直交する面上での被撮像部分同士の距離Ｌを１００μｍ以下とすることを特徴としている。
【００２７】
本願請求項５に係る発明によれば、マスクマークとウエハマーク若しくはウエハステージマークとの、又は、マスクマークとマスクマークのパターンとの、被撮像部分同士の距離Ｌを１００μｍ以下とするので、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。この具体的手段については、後述する。
【００２８】
本願請求項６に係る発明は、前記マスクに形成された前記マスクパターン及び前記マスクマーク以外の箇所であり、かつ、前記マスクマーク及び前記開口部を含む矩形状の平面領域の内部に重ね合わせ検証用マスクマークを設けるとともに、該重ね合わせ検証用マスクマークと対向する部分の前記ウエハに重ね合わせ検証用ウエハマークを設け、転写後の前記重ね合わせ検証用マスクマークのパターンと前記重ね合わせ検証用ウエハマークとの位置ずれを検出し、前記マスクと前記ウエハとの位置合わせ精度を測定することを特徴としている。
【００２９】
本願請求項６に係る発明によれば、マスクに重ね合わせ検証用マスクマークを設けるとともに、この重ね合わせ検証用マスクマークと対向する部分のウエハに重ね合わせ検証用ウエハマークを設け、転写後の重ね合わせ検証用マスクマークのパターンと重ね合わせ検証用ウエハマークとの位置ずれを検出するので、マスクとウエハとの位置合わせ精度が容易に測定できる。
【００３０】
マスクには製造過程で歪を生じることもあり、また、マスクホルダ等の装置の温度変化により、マスクの精度が設計値とずれていることもある。このような場合には、転写の際に等倍露光とせず、副偏向器２６、２８（図１参照）により電子ビーム１５の入射角度を制御して、投射倍率（Ｍａｇ．）を変更して転写する必要がある。この際、既述のウエハマークとマスクマークとで転写後にマスクとウエハとの位置合わせ精度を測定するのは困難である。
【００３１】
一方、上記のような重ね合わせ検証用マークを設けることにより、マスクとウエハとの位置合わせ精度が容易に測定できる。したがって、たとえば、マスクやウエハのロット変更直後にこのような位置合わせ精度の測定を行うことにより、以降の転写精度を向上させることが可能となる。
【００３２】
本願請求項７に係る発明は、ウエハにマスクを近接配置し、該マスクに形成されたマスクパターンを前記ウエハ上のレジスト層に位置合わせした後に転写し、複数種類のマスクを使用してこの操作を複数回繰り返して行う露光方法に使用される複数種類のマスクよりなるマスクのセットにおいて、前記それぞれのマスクには、前記マスクパターンと、位置合わせ用のマスクマークと、前記ウエハに設けられる位置合わせ用のウエハマークに対向し、該ウエハマークを撮像するための撮像範囲を確保するための開口部とが形成されていることを特徴としている。
【００３３】
本願請求項７に係る発明によれば、それぞれのマスクには、ウエハに設けられる位置合わせ用のウエハマーク( ウエハステージマークや、転写されたマスクマークのパターンも含む) に対向し、このウエハマーク等を撮像するための撮像範囲を確保するための開口部とが形成されているので、本願請求項１〜６に係る発明に適用ができ、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように本発明によれば、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。これにより、高集積度の半導体ウエハが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下添付図面に従って本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法及びマスクのセットの好ましい実施の形態について説明する。先ず、本発明に係るマスクのセットが適用される露光装置の一例について説明する。
【００３６】
図１に示される露光装置は、電子ビームを使用した電子ビーム近接露光装置１０であり、主として電子ビーム１５を発生する電子ビーム源１４、電子ビーム１５を平行ビームにするレンズ１６及び整形アパーチャ１８を含む電子銃１２と、主偏向器２２、２４及び副偏向器２６、２８を含み、電子ビーム１５を光軸に平行に走査する走査手段２０と、マスク３０と、静電チャック５０と、θＸＹステージ６０とから構成されている。なお、この電子ビーム近接露光装置１０は、図示しない真空チャンバ内に設けられている。
【００３７】
マスク３０は、静電チャック５０に吸着されたウエハ４０に近接するように（マスク３０とウエハ４０との隙間が、たとえば５０μｍとなるように）配置される。この状態で、マスク３０に垂直に電子ビーム１５を照射すると、マスク３０のマスクパターンを通過した電子ビーム１５がウエハ４０上のレジスト層４２に照射される。
【００３８】
走査手段２０は、図２に示されるように、電子ビーム１５がマスク３０の全面を走査するように電子ビーム１５を偏向制御する。これにより、マスク３０のマスクパターンがウエハ４０上のレジスト層４２に等倍転写される。
【００３９】
θＸＹステージ６０は、静電チャック５０に吸着されたウエハ４０を水平の直交２軸方向に移動させるとともに、水平面内で回転させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了するごとにウエハ４０を所定量移動させ、これにより１枚のウエハ４０に複数のマスクパターンが転写できるようにしている。
【００４０】
ところで、ウエハ４０は、それぞれマスクパターンの異なる複数のマスク３０、３０…を用いて複数回露光され、これにより、集積回路が形成される。したがって、各マスクパターンの露光時には、露光するマスクパターンが、既に露光済みのマスクパターンと所定の位置関係になるように、マスク３０とウエハ４０とを相対的に位置決めする必要がある。
【００４１】
次に、上記電子ビーム近接露光装置１０に適用される、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法のための装置について説明する。
【００４２】
図３は、電子ビーム近接露光装置１０の転写部の上面図であり、図４は、図３の４−４線矢視図である。
【００４３】
これらの図面に示されるように、この電子ビーム近接露光装置には、マスク３０に対向して４つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２が設けられている。これらの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２は、電子ビーム１５による露光時に電子ビーム１５を遮ることがないように撮影光軸がマスク面に対して斜めになるように配置されている。
【００４４】
図５は電子ビーム近接露光装置１０の転写部を拡大した上面図である。同図に示されるように、θＸＹステージ６０上の静電チャック５０には、ウエハ４０が吸着されている。
【００４５】
このウエハ４０には、ウエハ４０の各チップのＸ軸方向の位置決めを行うための２つのウエハマークＭWX、ＭWXと、Ｙ軸方向の位置決めを行うための２つのウエハマークＭWY、ＭWYとがチップが形成される領域外に設けられている。
【００４６】
一方、マスク３０は、ケイ素（Ｓｉ）から構成されている。このマスク３０には、破線で示される領域内にマスクパターンが形成されており、また、破線で示される領域外にウエハマークＭW ( ＭWX、ＭWX、ＭWY、ＭWY) との関係でマスク３０とウエハ４０とのＸ方向、Ｙ方向のずれ、及びＸＹ平面の回転方向のずれを検出するための４つのマスクマークＭM ( ＭMX、ＭMX、ＭMY、ＭMY) が設けられている。なお、マスク３０は、Ｓｉに限らず、ＳｉＯ2 、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯn 、タングステン、アルミニウム、タンタル、チタン、白金、金、銀、銅、及びそれらの化合物から構成されているものでもよい。
【００４７】
次に、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第１の実施形態について説明する。
【００４８】
先ず、図６により上記ウエハマークＭW 及びマスクマークＭM の詳細について説明する。なお、ウエハマークＭW 及びマスクマークＭM の符号は、図５とは異なっている。図６（Ａ）は、図５の符号Ａで示した部分の拡大図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の長円部分の断面形状を合成した部分断面図である。
【００４９】
図６（Ａ）に示されるように、第１のマスク３０Ａには、第１のマスク３０Ａとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、２組のウエハマークＭW1が臨む開口３２、３２が形成されている。この開口３２、３２の角部３２Ａは、応力集中によってクラックが発生しないように円弧状に形成されている。
【００５０】
なお、開口３２、３２は、図５に示されるように、顕微鏡撮像装置ＡＸ１によって撮像される部分Ａに設けられているが、他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２によって撮影される部分にもそれぞれ２つずつ設けられている。また、第１のマスク３０Ａに形成されるマスクマークＭM1は、８×３個の小さな開口によって構成されており、一方、ウエハマークＭW1は、１０×３個の凸部によって構成されている（図６（Ｂ）参照）。
【００５１】
更に、２組のウエハマークＭW1、ＭW1の中間に同一形状のウエハマークＭW2が設けられている。このウエハマークＭW2は、第１のマスク３０Ａの下方にあるので、破線で表示されており、他のマスク３０（第２のマスク３０Ｂ）とウエハ４０との位置合わせの際に使用される。
【００５２】
次に、顕微鏡撮像装置ＡＸ１について説明する。図７に、顕微鏡撮像装置ＡＸ１の概略を示す。同図に示されるように、顕微鏡撮像装置ＡＸ１は、水平に配置された第１のマスク３０Ａに対して光軸の入射角が所定の角度αとなるように配設されている。
【００５３】
この顕微鏡撮像装置ＡＸ１の内部には、照明手段が設けられている。すなわち、照明手段は、白色光源９３、レンズ９４、反射ミラー９５及びハーフミラー９６から構成されており、白色光源９３から出射された白色照明光は、レンズ９４によってほぼ平行光にされ、反射ミラー９５、ハーフミラー９６、及び対物レンズ９０を介して第１のマスク３０Ａ及びウエハ４０を照明する。
【００５４】
すなわち、対物レンズ９０から光軸方向に出射される白色照明光は、第１のマスク３０ＡのマスクマークＭM1を照明するとともに、第１のマスク３０Ａに形成された開口３２、３２を介して第１のマスク３０Ａの下側に位置するウエハ４０のウエハマークＭW1を照明する。これにより、白色照明光は、第１のマスク３０Ａによって減衰することなくウエハマークＭW1を照明することができる。
【００５５】
このようにして照明された第１のマスク３０ＡのマスクマークＭM1及びウエハ４０のウエハマークＭW1での散乱光による像は、対物レンズ９０、ハーフミラー９６を介して撮像部９７に入射して撮像される。上記ウエハマークＭW1での散乱光による像は、第１のマスク３０Ａによって減衰することなく撮像されるため、ウエハマークＭW1の像と背景とのコントラストが低下することがない。
【００５６】
なお、他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２も上記顕微鏡撮像装置ＡＸ１と同様に構成されている。
【００５７】
図８（Ａ）に示されるようにマスクマークＭM1及びウエハマークＭW1は、顕微鏡撮像装置の焦点面Ｆ上にマークの一部が位置するように、各マークの長さや撮影光軸の入射角αなどが決定されている。なお、図８（Ａ）上で、Ｐは白色照明光の正反射光、Ｑ、ＲはそれぞれマスクマークＭM1及びウエハマークＭW1での白色照明光の散乱光、Ｇは第１のマスク３０Ａとウエハ４０との間隔である。
【００５８】
前述の図６（Ａ）における長円部分は、顕微鏡撮像装置の焦点面Ｆ上のマーク部分である。この長円部分のマスクマークＭM1とウエハマークＭW1との距離Ｌは、１００μｍ以下とすることが好ましい。このようにすれば、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【００５９】
この距離Ｌは、以下の式により算出できる。
［数１］
Ｌ＝Ｇ／ｓｉｎα
ここで、既述したように、Ｇは、第１のマスク３０Ａとウエハ４０との間隔であり（図６（Ｂ）及び図８（Ａ）参照）、αは、顕微鏡撮像装置ＡＸ１（Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２）における光軸の入射角である（図７及び図８（Ａ）参照）。たとえば、Ｇを５０μｍとし、αを４５度とすれば、距離Ｌは、５９μｍとなる。したがって、距離Ｌを１００μｍ以下とするには、上記の値を最適化すればよい。
【００６０】
図８（Ｂ）は顕微鏡撮像装置によって白色照明光の散乱光Ｑ、Ｒが撮像された様子を示す画像である。
【００６１】
次に、上記のようにして撮像されたマスクマークＭM1及びウエハマークＭW1、ＭW1に基づいて第１のマスク３０Ａとウエハ４０との位置ずれを検出する方法について説明する。図９は、顕微鏡撮像装置ＡＸ１によってマスクマークＭM1とウエハマークＭW1との位置ずれ量を検出する方法を説明する図である。
【００６２】
図９（Ａ）に示されるように、撮像されたマスクマークＭM1及びウエハマークＭW1の画像中からピントが合っている部分（枠で囲んだ部分）を、Ｘ方向に連続して抽出する。図９（Ｂ）は、このようにして抽出した画像のＸ方向の各位置における輝度レベルを示している。
【００６３】
ここで、図９（Ｂ）に示されるように、１つのマスクマークＭM1、及び２つのウエハマークＭW に対応する輝度レベルについて、それぞれ３つのピークのうちの中心のピーク位置を求め、各ピーク間の距離Ｘ1 、Ｘ2 を求める。そして、マスクマークＭM1と２つのウエハマークＭW1とのＸ方向の位置ずれ量ΔＸは、マスクマークＭM1の基準位置を０とすると、次式、
［数２］
ΔＸ＝（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）／２
によって求めることができる。
【００６４】
なお、顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第１のマスク３０Ａとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第１のマスク３０Ａとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる。
【００６５】
そして、第１のマスク３０Ａとウエハ４０の、各チップごとの位置合わせは、各顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２によって検出される位置ずれ量が、同時にゼロになるようにθＸＹステージ６０をＸ方向、Ｙ方向に移動させるとともに、ＸＹ平面内でθＸＹステージ６０を回転させることによって行われる。なお、この実施の形態では、θＸＹステージ６０を回転させるようにしたが、第１のマスク３０Ａを回転させるようにしてもよい。
【００６６】
第１のマスク３０Ａとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【００６７】
次に、第２のマスク３０Ｂとウエハ４０との位置合わせ方法について説明する。具体的には、図１０により、ウエハマークＭW2及びマスクマークＭM2の詳細について説明する。なお、図１０は、第１のマスク３０Ａの図６（Ａ）に対応した部分の拡大図である。また、図７〜図９に示される第１のマスク３０Ａの説明と同様の部分については、重複する説明を省略する。
【００６８】
図１０に示されるように、第２のマスク３０Ｂには、第２のマスク３０Ｂとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、ウエハマークＭW2が臨む開口３２が形成されている。このウエハマークＭW2は、既述したように（図６（Ａ）参照）、２組のウエハマークＭW1、ＭW1の中間に設けられていたものである。なお、この２組のウエハマークＭW1、ＭW1は、第１のマスク３０Ａを使用した転写の際に、第１のマスク３０Ａの開口３２、３２の転写により消失しており、図１０には示されていない。
【００６９】
第２のマスク３０Ｂに形成される２組のマスクマークＭM2、ＭM2は、それぞれ１０×３個の小さな開口によって構成されており、一方、ウエハマークＭW2は、既述したように、１０×３個の凸部によって構成されている。
【００７０】
なお、図１０において、ウエハマークＭW2の延長線上には、第１のマスク３０Ａを使用した転写の際に、マスクマークＭM1により形成されたパターンＭMPが形成されている（第２のマスク３０Ｂの下側にあり、殆ど、破線による表示）。
【００７１】
第２のマスク３０Ｂとウエハ４０との位置合わせにおいて、図７の顕微鏡撮像装置の概略構成、図８及び図９の顕微鏡撮像装置によってマスクマークとウエハマークとの位置ずれ量を検出する方法との相違点は、顕微鏡撮像装置の視野内において、中央にウエハマークＭW2が配置され、その両側に２組のマスクマークＭM2、ＭM2が配される点のみである。したがって、重複する説明は省略する。なお、図１０における長円部分は、顕微鏡撮像装置の焦点面Ｆ（図８（Ａ）参照）上のマーク部分である。
【００７２】
顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第２のマスク３０Ｂとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第２のマスク３０Ｂとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる点も同様である。
【００７３】
第２のマスク３０Ｂとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【００７４】
以上説明した、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第１の実施形態によれば、ウエハ４０に位置合わせ用のウエハマークＭW1、ＭW1、ＭW2を設け、このうちのウエハマークＭW1、ＭW1とマスクマークＭM1（第１のマスクマーク）により第１のマスク３０Ａとウエハ４０との位置合わせを行い転写し、未使用のウエハマークＭW2とマスクマークＭM2、ＭM2（第２のマスクマーク）により第２のマスク３０Ｂとウエハ４０との位置合わせを行う。
【００７５】
したがって、図１９の構成のように、マスクマークＭＭとウエハマークＷＭ１、ＷＭ２のセットを各マスクに対応させてマスクとウエハに設けずに、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【００７６】
次に、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第２の実施形態について説明する。
【００７７】
先ず、図１１によりウエハマークＭW3及びマスクマークＭM3の詳細について説明する。なお、ウエハマークＭW 及びマスクマークＭM の符号は、図５とは異なっている。図１１（Ａ）は、図５の符号Ａで示した部分の拡大図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の長円部分の断面形状を合成した部分断面図である。
【００７８】
図１１（Ａ）に示されるように、第１のマスク３０Ｃには、第１のマスク３０Ｃとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、２組のウエハマークＭW3が臨む開口３２、３２が形成されている。この開口３２、３２の角部３２Ａは、応力集中によってクラックが発生しないように円弧状に形成されている。
【００７９】
なお、開口３２、３２は、図５に示されるように、顕微鏡撮像装置ＡＸ１によって撮像される部分Ａに設けられているが、他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２によって撮影される部分にもそれぞれ２つずつ設けられている。また、第１のマスク３０Ｃに形成されるマスクマークＭM3は、２０×３個の小さな開口によって構成されており、一方、ウエハマークＭW3は、１０×３個の凸部によって構成されている（図１１（Ｂ）参照）。
【００８０】
顕微鏡撮像装置ＡＸ１の構成は、図７及び図８と同様であることより、重複する説明は省略する（他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２も同様）。
【００８１】
撮像されたマスクマークＭM3及びウエハマークＭW3、ＭW3に基づいて第１のマスク３０Ｃとウエハ４０との位置ずれを検出する方法についても、図９と同様であることより、重複する説明は省略する。なお、図１１（Ａ）における長円部分は、顕微鏡撮像装置の焦点面Ｆ（図８（Ａ）参照）上のマーク部分である。
【００８２】
図３により既述した、顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第１のマスク３０Ｃとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第１のマスク３０Ｃとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる。
【００８３】
第１のマスク３０Ｃとウエハ４０の、各チップごとの位置合わせを、各顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２によって検出される位置ずれ量が、同時にゼロになるように行う点も、第１の実施形態と同様である。そして、第１のマスク３０Ｃとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【００８４】
次に、第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせ方法について説明する。具体的には、図１２により、ウエハ４０に転写された第１のマスクマークのパターンＭ3P及びマスクマークＭM4、ＭM4の詳細について説明する。なお、図１２は、第１のマスク３０Ｃの図１１（Ａ）に対応した部分の拡大図である。また、第１のマスク３０Ｃの説明で引用される図７〜図９に示される構成と同様の部分については、重複する説明を省略する。
【００８５】
図１２に示されるように、第２のマスク３０Ｄには、第２のマスク３０Ｄとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、第１のマスクマークのパターンＭ3Pが臨む開口３２が形成されている。この第１のマスクマークのパターンＭ3Pは、第１のマスク３０Ｃを使用した転写の際に、マスクマークＭM3（図１１参照）により形成されたパターンである。本実施形態においては、第１の実施形態のウエハマークＭW2（図１０参照）に代えて、この第１のマスクマークのパターンＭ3Pを、第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせに使用するものである。
【００８６】
この第１のマスクマークのパターンＭ3Pは、２組のマスクマークＭM4、ＭM4のＸ方向の中間部分に配される。なお、図１１における２組のウエハマークＭW3、ＭW3は、第１のマスク３０Ｃを使用した転写の際に、第１のマスク３０Ｃの開口３２、３２の転写により消失しており、図１２には示されていない。
【００８７】
第２のマスク３０Ｄに形成される２組のマスクマークＭM4、ＭM4は、それぞれ１０×３個の小さな開口によって構成されており、一方、第１のマスクマークのパターンＭ3Pは、既述したように、２０×３個のものであるが、この位置合わせに使用するのは、開口３２に配される１０×３個のパターンである。
【００８８】
第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせにおいて、第１のマスク３０Ｃとウエハ４０との位置合わせとの相違点は、顕微鏡撮像装置の視野内において、中央に第１のマスクマークのパターンＭ3Pが配置され、その両側に２組のマスクマークＭM4、ＭM4が配される点のみである。したがって、重複する説明は省略する。図１２における長円部分は、顕微鏡撮像装置の焦点面Ｆ（図８（Ａ）参照）上のマーク部分である。
【００８９】
顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第２のマスク３０Ｄとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第２のマスク３０Ｄとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる点も同様である。
【００９０】
第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【００９１】
以上説明した、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第２の実施形態によれば、ウエハマークＭW3、ＭW3と第１のマスクマークＭM3により第１のマスク３０Ｃとウエハ４０との位置合わせを行い転写し、ウエハ４０に転写された第１のマスクマークのパターンＭ3Pと第２のマスクマークＭM4、ＭM4により第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせを行う。すなわち、第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせの際に、専用のウエハマークに代えて、ウエハに転写された第１のマスクマークのパターンＭ3Pを使用する。したがって、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【００９２】
次に、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第３の実施形態について説明する。
【００９３】
先ず、図１３によりウエハマークＭW5、ＭW6、ＭW7及びマスクマークＭM5、ＭM5の詳細について説明する。なお、ウエハマークＭW 及びマスクマークＭM の符号は、図５とは異なっている。図１３（Ａ）は、図５の符号Ａで示した部分の拡大図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の部分断面図である。
【００９４】
図１３（Ａ）に示されるように、第１のマスク３０Ｅには、第１のマスク３０Ｅとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、ウエハマークＭW5が臨む開口３２が形成されている。この開口３２の角部３２Ａは、応力集中によってクラックが発生しないように円弧状に形成されている。
【００９５】
なお、開口３２は、図５に示されるように、顕微鏡撮像装置ＡＸ１によって撮像される部分Ａに設けられているが、他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２によって撮影される部分にもそれぞれ設けられている。また、第１のマスク３０Ｅに形成される一対のマスクマークＭM5、ＭM5は、それぞれ６×３個の小さな開口によって構成されている。
【００９６】
一方、ウエハマークＭW5、ＭW6及びＭW7は、それぞれ６×３個の凸部によって構成されている。このように、３種類のウエハマークＭW5、ＭW6及びＭW7が隣接して設けられており、ウエハマークＭW5は、位置合わせ用のウエハマークのうち第１のウエハマークに該当し、ウエハマークＭW6は、位置合わせ用のウエハマークのうち第２のウエハマークに該当し、ウエハマークＭW7は、位置合わせ用のウエハマークのうち第３のウエハマークに該当する。
【００９７】
更に、第１のマスク３０Ｅに形成されたマスクパターン（図示略）及び一対のマスクマークＭM5、ＭM5以外の箇所、具体的には開口３２の左方に、重ね合わせ検証用マスクマークＫM1が設けられており、この重ね合わせ検証用マスクマークＫM1と対向する部分のウエハ４０に重ね合わせ検証用ウエハマークＫW1が設けられている。
【００９８】
このうち、重ね合わせ検証用マスクマークＫM1は、正方形の小さな開口によって構成されており、重ね合わせ検証用ウエハマークＫW1は、重ね合わせ検証用マスクマークＫM1を囲む窓枠形状の凸部によって構成されている。
【００９９】
また、図１４（Ａ）及び図１５（Ａ）に示されるのウエハ４０において、重ね合わせ検証用ウエハマークＫW1に隣接して、同様の重ね合わせ検証用ウエハマークＫW2及びＫW3が設けられている。これらは、ウエハ４０と第２のマスク３０Ｆ及び第３のマスク３０Ｇとの位置合わせ精度を測定するためのものである。
【０１００】
顕微鏡撮像装置ＡＸ１の構成は、図７及び図８と同様であることより、重複する説明は省略する（他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２も同様）。
【０１０１】
撮像された一対のマスクマークＭM5、ＭM5及びウエハマークＭW5に基づいて第１のマスク３０Ｅとウエハ４０との位置ずれを検出する方法についても、図９（第１の実施形態）と同様であることより、重複する説明は省略する。
【０１０２】
図３により既述した、顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第１のマスク３０Ｅとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第１のマスク３０Ｅとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる。
【０１０３】
第１のマスク３０Ｅとウエハ４０の、各チップごとの位置合わせを、各顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２によって検出される位置ずれ量が、同時にゼロになるように行う点も、第１の実施形態と同様である。そして、第１のマスク３０Ｅとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【０１０４】
次に、第２のマスク３０Ｆとウエハ４０との位置合わせ方法について説明する。具体的には、図１４により、ウエハ４０の第２のウエハマークＭW6及びマスクマークＭM6、ＭM6の詳細について説明する。なお、図１４は、第１のマスク３０Ｅの図１３に対応した部分の拡大図である。また、第１のマスク３０Ｅの説明で引用される図７〜図９に示される構成と同様の部分については、重複する説明を省略する。
【０１０５】
図１４に示されるように、第２のマスク３０Ｆには、第２のマスク３０Ｆとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、第２のウエハマークＭW6が臨む開口３２が形成されている。この第２のウエハマークＭW6は、既述したように（図１３参照）、第１のウエハマークＭW5に隣接して設けられていたものである。なお、図１３におけるこの第１のウエハマークＭW5は、第１のマスク３０Ｅを使用した転写の際に消失しており、図１４には示されていない。
【０１０６】
第２のマスク３０Ｆに形成される２組のマスクマークＭM6、ＭM6は、それぞれ６×３個の小さな開口によって構成されており、一方、第２のウエハマークＭW6は、既述したように６×３個の凸部によって構成されている。
【０１０７】
第２のマスク３０Ｆとウエハ４０との位置合わせは、第１のマスク３０Ｅとウエハ４０との位置合わせと同様に、顕微鏡撮像装置の視野内において、中央に第２のウエハマークＭW6が配置され、その両側に２組のマスクマークＭM6、ＭM6が配される。したがって、重複する説明は省略する。
【０１０８】
なお、顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第２のマスク３０Ｆとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第２のマスク３０Ｆとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる点も同様である。
【０１０９】
第２のマスク３０Ｆとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【０１１０】
なお、図１４（Ａ）に示されるパターンＭ5P、Ｍ5Pは、マスクマークＭM5、ＭM5（図１３参照）が転写されたパターンであり、この転写に関与しない。
【０１１１】
次に、第３のマスク３０Ｇとウエハ４０との位置合わせ方法について説明する。具体的には、図１５により、ウエハ４０の第３のウエハマークＭW7及びマスクマークＭM7、ＭM7の詳細について説明する。なお、図１５は、第１のマスク３０Ｅの図１３に対応した部分の拡大図である。また、第１のマスク３０Ｅの説明で引用される図７〜図９に示される構成と同様の部分については、重複する説明を省略する。
【０１１２】
図１５に示されるように、第３のマスク３０Ｇには、第３のマスク３０Ｇとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、第３のウエハマークＭW7が臨む開口３２が形成されている。この第３のウエハマークＭW7は、既述したように（図１３参照）、第２のウエハマークＭW6に隣接して設けられていたものである。なお、図１３におけるこの第２のウエハマークＭW6は、第２のマスク３０Ｆを使用した転写の際に、第２のマスク３０Ｆの開口３２、３２の転写により消失しており、図１５には示されていない。
【０１１３】
第３のマスク３０Ｇに形成される２組のマスクマークＭM7、ＭM7は、それぞれ６×３個の小さな開口によって構成されており、一方、第３のウエハマークＭW7は、既述したように６×３個の凸部によって構成されている。
【０１１４】
第３のマスク３０Ｇとウエハ４０との位置合わせは、第１のマスク３０Ｅとウエハ４０との位置合わせと同様に、顕微鏡撮像装置の視野内において、中央に第３のウエハマークＭW7が配置され、その両側に２組のマスクマークＭM7、ＭM7が配される。したがって、重複する説明は省略する。
【０１１５】
なお、顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第３のマスク３０Ｇとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第３のマスク３０Ｇとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる点も同様である。
【０１１６】
第３のマスク３０Ｇとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【０１１７】
なお、図１５（Ａ）に示されるパターンＭ6P、Ｍ6Pは、マスクマークＭM6、ＭM6（図１４参照）が転写されたパターンであり、この転写に関与しない。
【０１１８】
以上説明した、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第３の実施形態によれば、ウエハ４０の複数箇所に隣接して位置合わせ用の３種類のウエハマークＭW5、ＭW6及びＭW7（第１、第２、第３のウエハマーク）を設け、第１のウエハマークＭW5と第１のマスクマークＭM5、ＭM5により第１のマスク３０Ｅとウエハ４０との位置合わせを行い転写し、第２のウエハマークＭW6と第２のマスクマークＭM6、ＭM6により第２のマスク３０Ｆとウエハ４０との位置合わせを行い転写し、第３のウエハマークＭW7と第３のマスクマークにより第３のマスク３０Ｇとウエハ４０との位置合わせを行い転写する。したがって、図１９の構成のように、マスクマークＭＭとウエハマークＷＭ１、ＷＭ２のセットを各マスクに対応させてマスクとウエハに設けずに、ウエハマークの占有する面積を極力抑制することができる。
【０１１９】
更に、本第３の実施形態によれば、図１３（Ａ）〜図１５（Ａ）に示されるように、マスク３０Ｅに重ね合わせ検証用マスクマークＫM1を設け、マスク３０Ｆに重ね合わせ検証用マスクマークＫM2を設け、マスク３０Ｇに重ね合わせ検証用マスクマークＫM3を設けるとともに、この重ね合わせ検証用マスクマークＫM1、ＫM2、ＫM3と対向する部分のウエハ４０に重ね合わせ検証用ウエハマークＫW1、ＫW2、ＫW3をそれぞれ設け、転写後の重ね合わせ検証用マスクマークのパターンＫP1、ＫP2、ＫP3（不図示）と重ね合わせ検証用ウエハマークＫW1、ＫW2、ＫW3との位置ずれを検出するので、それぞれの転写ステップにおけるマスク３０とウエハ４０との位置合わせ精度が容易に測定できる。
【０１２０】
一般的に、マスク３０には製造過程で歪を生じることもあり、また、マスクホルダ等の装置の温度変化により、マスク３０の精度が設計値とずれていることもある。このような場合には、転写の際に等倍露光とせず、副偏向器２６、２８（図１参照）により電子ビーム１５の入射角度を制御して、投射倍率（Ｍａｇ．）を変更して転写する必要がある。この際、既述のウエハマークとマスクマークとで転写後にマスク３０とウエハ４０との位置合わせ精度を測定するのは困難である。
【０１２１】
一方、上記のような重ね合わせ検証用マークを設けることにより、マスク３０とウエハ４０との位置合わせ精度が容易に測定できる。したがって、たとえば、マスク３０やウエハ４０のロット変更直後にこのような位置合わせ精度の測定を行うことにより、以降の転写精度を向上させることが可能となる。
【０１２２】
次に、本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第４の実施形態について説明する。なお、第４の実施形態の説明の前に、この実施形態が克服すべき従来の技術について説明する。
【０１２３】
図２２及び図２３は、図５と同様に電子ビーム近接露光装置１０の転写部を拡大した上面図である。ウエハ４０を吸着するウエハステージ（θＸＹステージ）６０には、Ｙ軸方向の位置決めを行うための２つのウエハステージマークＭSY、ＭSYが設けられている。また、図５と同様に、マスク３０のマスクパターン両側の領域外に、マスクマークＭMY、ＭMYが設けられている。
【０１２４】
先ず、図２２に示されるように、顕微鏡撮像装置ＡＹ２により、ウエハステージマークＭSY、ＭSYとマスク３０の右方のマスクマークＭMYを同時に撮像し（Ｂの円内）、ウエハステージマークＭSY、ＭSYとマスクマークＭMYとのＹ方向の相対位置関係を得、次いで、ウエハステージ６０とマスク３０とを相対移動させ、図２３に示されるように、顕微鏡撮像装置ＡＹ１により、ウエハステージマークＭSY、ＭSYとマスク３０の左方のマスクマークＭMYを同時に撮像し（Ｃの円内）、ウエハステージマークＭSY、ＭSYとマスクマークＭMYとのＹ方向の相対位置関係を得る。これにより、ウエハステージ６０のＸ、Ｙ方向の向きと、マスク３０のＸ、Ｙ方向の向きとのズレが検出できる。
【０１２５】
したがって、このズレがゼロとなるようにウエハステージ６０とマスク３０とをθ方向に相対移動させ、再度同様の測定を繰り返すことにより、ウエハステージ６０のＸ、Ｙ方向の向きと、マスク３０のＸ、Ｙ方向の向きとを一致させることができる。
【０１２６】
次に、図２４の拡大図により上記ウエハステージマークＭSY及びマスクマークＭMYの詳細について説明する。なお、マスクマークＭMYの符号は、図２２及び図２３とは異なっている。また、このウエハステージマークＭSY及びマスクマークＭM8は、本発明が適用されていない形態を示すマークである。
【０１２７】
図２４に示されるように、第１のマスク３０Ｈには、第１のマスク３０Ｈとウエハステージ６０とを位置合わせ（アライメント）したときに、２組のウエハステージマークＭSYが臨む開口３２、３２が形成されている。この開口３２、３２の角部３２Ａは、応力集中によってクラックが発生しないように円弧状に形成されている。
【０１２８】
第１のマスク３０Ｈに形成されるマスクマークＭM8は、６×３個の小さな開口によって構成されており、一方、ウエハステージマークＭSYは、６×３個の凸部によって構成されている。
【０１２９】
顕微鏡撮像装置ＡＹ１及びＡＹ２の構成は、図７及び図８と同様であることより、重複する説明は省略する。
【０１３０】
撮像されたマスクマークＭM8及びウエハステージマークＭSY、ＭSYに基づいて第１のマスク３０Ｈとウエハステージ６０との位置ずれを検出する方法についても、図９と略同様であることより、重複する説明は省略する。
【０１３１】
次に、ウエハステージ６０のＸ、Ｙ方向の向きと、マスク３０のＸ、Ｙ方向の向きとが一致した状態で（θ方向の位置ずれがなくなった状態で）、ウエハステージ６０と第１のマスク３０ＨとをＸ、Ｙ方向に相対移動させ、ウエハ４０の各位置にマスクパターンを転写する。転写後のウエハ４０の状態を図２５に示す。この図２５は、第１の実施形態の図５に相当する（電子ビーム近接露光装置１０の転写部を拡大した上面図）。
【０１３２】
次に、第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせ方法について説明する。具体的には、図２６により、ウエハ４０に転写された第１のマスクマークのパターンＭ8P及びマスクマークＭM9、ＭM9の詳細について説明する。なお、第１のマスク３０Ｈの説明で引用される図７〜図９に示される構成と同様の部分については、重複する説明を省略する。
【０１３３】
図２６に示されるように、第２のマスク３０Ｉには、第２のマスク３０Ｉとウエハ４０の各チップとを粗く位置合わせ（コースアライメント）したときに、第１のマスクマークのパターンＭ8Pが臨む開口３２が形成されている。この第１のマスクマークのパターンＭ8Pは、第１のマスク３０Ｈを使用した転写の際に、マスクマークＭM8（図２４参照）により形成されたパターンである。
【０１３４】
本実施形態においては、第１の実施形態のウエハマークＭW2（図１０参照）に代えて、この第１のマスクマークのパターンＭ8Pを、第２のマスク３０Ｉとウエハ４０との位置合わせに使用するものである。この第１のマスクマークのパターンＭ8Pは、２組のマスクマークＭM9、ＭM9のＸ方向の中間部分に配される。
【０１３５】
第２のマスク３０Ｉに形成される２組のマスクマークＭM9、ＭM9は、それぞれ６×３個の小さな開口によって構成されており、一方、第１のマスクマークのパターンＭ8Pは、既述したように、６×３個のものである。
【０１３６】
顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＸ２によって第２のマスク３０Ｄとウエハ４０のＸ方向の２つの位置ずれ量を検出することができ、顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＹ２によって第２のマスク３０Ｄとウエハ４０のＹ方向の２つの位置ずれ量を検出することができる点は、第１の実施形態等と同様である。
【０１３７】
第２のマスク３０Ｄとウエハ４０との位置合わせがなされた後、転写を行う。
【０１３８】
以上説明した、マスクとウエハとの位置合わせ方法によれば、第２の実施形態と同様の効果が得られるのに加え、初回の転写の際に、第１のマスクマークＭM8と、ウエハステージ６０に設けられたウエハステージマークＭSY、ＭSYにより第１のマスクとウエハステージ６０とのθ方向の位置合わせを行うので、重ね合わせ転写精度を悪化させる不具合は解消できる。
【０１３９】
ところが、図２６において、各マーク（第１のマスクマークＭM9、ＭM9、及び、第１のマスクマークのパターンＭ8P）が占める図の上下方向の幅ＷＤ１は、比較的大きく、マークの占有する面積を抑制する点では、不十分である。すなわち、通常このようなマークの占有する面積部分は、スクライブラインに使用されるが、このような幅ＷＤ１では、スクライブラインを超えてしまうこともある。以下に述べる第４の実施形態は、この点を改良したマスクとウエハとの位置合わせ方法である。
【０１４０】
次に、この本発明に係るマスクとウエハとの位置合わせ方法の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態を説明する図１６及び図１７において、既述の図２４〜図２６と同一、類似の構成については、同様の符号を附し、その説明を省略する。
【０１４１】
なお、第４の実施形態についても、既述の図２４〜図２６と同様に、第１のマスクマークＭM0（図１６参照）とウエハステージマークＭSY、ＭSYに基づいて第１のマスク３０Ｊとウエハステージ６０との位置合わせ（θ方向の相対移動）をする点は同様であり、その詳細は省略する。
【０１４２】
図１６及び図１７は、図５と同様に電子ビーム近接露光装置１０の転写部を拡大した上面図であり、第４の実施形態の図２４及び図２６に対応するものである。ここで、図２４及び図２６と相違するのは、第１のマスクマークＭM0、及び、第１のマスクマークのパターンＭ0P（図２４及び図２６の第１のマスクマークＭM8、及び、第１のマスクマークのパターンＭ8Pに対応）の形態のみである。
【０１４３】
図１６において、第１のマスクマークＭM0は９×３個の小さな開口によって構成されており、図１６のウエハマークＭW8、ＭW8（それぞれ６×３個の凸部）より図の上下方向に長く形成されている。そして、第１のマスク３０Ｊとウエハ４０との位置合わせの際には、それぞれ図１６の長円により囲まれた部分が顕微鏡撮像装置Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２により撮像される。
【０１４４】
図１７において、第１のマスクマークの転写パターンＭ0Pは、同様に９×３個パターンであり、図１７の第２のマスクマークＭM9、ＭM9（それぞれ６×３個の小さな開口）より図の上下方向に長く形成されている。そして、第２のマスク３０Ｉとウエハ４０との位置合わせの際には、それぞれ図１７の長円により囲まれた部分が顕微鏡撮像装置Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２により撮像される。
【０１４５】
このように、図７〜図９に示される顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２の撮像範囲と各マークの配置を最適化することにより、既述の図２４〜図２６の構成と同様の効果が得られる上に、この構成よりも各マーク（第２のマスクマークＭM9、ＭM9、及び第１のマスクマークのパターンＭ0P）が占める図の上下方向の幅ＷＤ２を小さくできる。その結果、このようなマークの占有する面積部分を、たとえば、スクライブラインの範囲内部に抑えることができる。
【０１４６】
以上に説明した構成は、本発明の各実施形態であるが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、各種の構成が採り得る。
【０１４７】
特に、ウエハやマスクに形成する位置決め用のマークは、上記各実施形態に限定されるものではなく、これ以外の各種実施形態が採り得る。
【０１４８】
たとえば、第１の実施形態においては、２組のウエハマークＭW1、ＭW1の中間に同一形状のウエハマークＭW2が設けられており、ウエハ４０と第１のマスク３０Ａとの位置合わせの際にウエハマークＭW1、ＭW1が使用され、ウエハ４０と第２のマスク３０Ｂとの位置合わせの際にウエハマークＭW2が使用されているが、開口３２の配置を変更することにより、各ウエハマークの使用順序をこの逆にすることも可能である。
【０１４９】
また、第２の実施形態においては、第１のマスク３０Ｃに形成されるマスクマークＭM3が、他のマーク（ウエハマークＭW3等）より上下に長い２０×３個の小さな開口によって構成されているが、このような形状が必須のものではない。
【０１５０】
また、第３の実施形態においては、ウエハ４０と第１のマスク３０Ｅ、第２のマスク３０Ｆ、及び第３のマスク３０Ｇとの位置合わせの構成となっているが、４重以上の重ね合わせ露光の構成とすることもできる。このように、４重以上の重ね合わせ露光によっても、本発明と同様の効果が得られ、本発明の均等範囲のものと言える。
【０１５１】
また、本発明は斜方検出法に適用すると顕著な効果が得られるものであるが、斜方検出法に限定されるものではなく（第４の実施形態を除いて）、たとえば、垂直方向の検出法に適用しても顕著な効果が得られる。ただし、この場合には、顕微鏡撮像装置を露光の際に電子ビーム照射位置より退避させる工夫が必要となる。
【０１５２】
更に、マスクに形成する開口は、ウエハマークの位置や大きさに応じて適宜形成されればよく、実施形態の形状に限定されるものではない。
【０１５３】
更に、本発明は電子ビーム近接露光装置におけるマスクとウエハとの位置合わせに限られず、マスクがウエハに近接配置される露光装置であれば、Ｘ線等の荷電粒子線を使用する露光装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明が適用される電子ビーム近接露光装置の基本構成図
【図２】電子ビームによるマスクの走査を説明するために用いた図
【図３】図１に示した電子ビーム近接露光装置の転写部の上面図
【図４】図３の４−４線矢視図
【図５】図３に示した電子ビーム近接露光装置の転写部を拡大した上面図
【図６】図５の要部拡大図とその断面図
【図７】本発明に適用される顕微鏡撮像装置の概略構成図
【図８】顕微鏡撮像装置によってマスクマークとウエハマークとの位置ずれ量を検出する方法を説明するために用いた図
【図９】顕微鏡撮像装置によってマスクマークとウエハマークとの位置ずれ量を検出する方法を説明するために用いた図
【図１０】第２のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１１】本発明の他の実施形態において第１のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１２】本発明の他の実施形態において第２のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１３】本発明の更に他の実施形態において第１のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１４】本発明の更に他の実施形態において第２のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１５】本発明の更に他の実施形態において第３のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１６】本発明の更に他の実施形態において第１のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１７】本発明の更に他の実施形態において第２のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【図１８】マスク、ウエハ、及び顕微鏡撮像装置の相対位置関係を示す斜視図
【図１９】斜方検出の原理を説明する部分拡大断面図
【図２０】従来例において第１のマスクとウエハステージとの位置合わせ方法について説明する図
【図２１】従来例において第１のマスクパターンをウエハに転写した状態を説明する図
【図２２】図３に示した電子ビーム近接露光装置の転写部を拡大した上面図
【図２３】図３に示した電子ビーム近接露光装置の転写部を拡大した上面図
【図２４】従来例において第１のマスクとウエハステージとの位置合わせ方法について説明する図
【図２５】電子ビーム近接露光装置の転写部を拡大した上面図
【図２６】従来例において第２のマスクとウエハとの位置合わせ方法について説明する図
【符号の説明】
【０１５５】
１５…電子ビーム、２２、２４…主偏向器、２６、２８…副偏向器、３０…マスク、３２…開口、３２Ａ…角部、４０…ウエハ、５０…静電チャック、６０…θＸＹステージ、９０…顕微鏡対物レンズ、９３…白色光源、９７…撮像部、ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２…顕微鏡撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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